Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Écologie des communauté“

Étroitement liés quant à leurs héritages mais se distinguant sur les questions épistémologiques et ontologiques, les champs de l’écologie industrielle, de l’écologie industrielle et territoriale et de l’écologie territoriale font face à un double enjeu : amorcer des réflexions sur l’interdisciplinarité qui les relie et structurer une communauté de chercheurs francophones. Cet article est une synthèse des interventions et débats qui ont animé les premières rencontres des jeunes chercheurs en écologie industrielle, écologie territoriale et écologie industrielle et territoriale, qui se sont tenues à l’Université de technologie de Troyes, les 13 et 14 avril 2017. Cet évènement a permis de questionner les fondements épistémologiques de ces champs ainsi que l’interdisciplinarité qui en découle, dans la perspective de fédérer un réseau de jeunes chercheurs.

Anant-propos « Innover » est un mot d’ordre sociétal qui encourage la communauté des chercheurs à produire des connaissances, des démarches et des outils visant à faire « autrement », à changer de paradigme, ou tout au moins de modèle de production pour ce qui concerne la communauté des agronomes. Pour une grande partie de cette communauté, le débat est centré sur la conception innovante des systèmes agricoles visant de nouveaux compromis entre production (quantité, qualité), protection de l’environnement, maîtrise de la consommation des énergies non renouvelables, tout en contribuant à la sécurité alimentaire globale et à la traçabilité des pratiques. Mais d’autres dimensions doivent être intégrées : la participation des acteurs au processus de conception, la façon dont les différentes sources d’innovations (la recherche, les agriculteurs, les filières, les industriels) interagissent, l’accompagnement de l’engagement dans le changement des exploitants agricoles et le rôle du conseil (public, privé) dans ce cadre, l’étude des verrouillages sociotechniques, etc. La notion d’innovation embarque de fait beaucoup de questions de natures différentes, auxquelles apporter des réponses nécessite une interdisciplinarité entre sciences techniques et sciences sociales. Ce numéro spécial propose une vision de l’innovation dans les systèmes d’élevage centrée sur la contribution des zootechniciens. Il regroupe ainsi huit articles choisis pour traiter des innovations à l’échelle des systèmes d’élevage (et non aux échelles infra – fonctions physiologiques, animal, ou supra – territoire, filière –). Les auteurs ont été sollicités principalement au sein de l’Inra et chez nos partenaires proches (enseignement supérieur agronomique, Instituts techniques et Cirad). A l’Inra, cela concerne les deux départements de recherche au sein desquels des travaux sont conduits sur les systèmes d’élevage, à savoir le département « Sciences pour l’action et le développement » (Sad) et le département « Physiologie animale et systèmes d’élevage » (Phase). Partant des questions générales sur la conception innovante et l’évaluation des systèmes, ce numéro explore différentes leviers de changements radicaux qui sont en germe dans le secteur de l’élevage : l’élevage de précision, l’écologie industrielle, l’agro-écologie, avec leurs déclinaisons (les capteurs appareillés sur les animaux, l’élevage de poissons avec de l’eau recirculée, les systèmes laitiers bas intrants). Deux articles complètent le panorama en s’intéressant au repérage des innovations dans les exploitations d’élevage en France et aux dynamiques diversifiées d’innovation et de changement en Afrique. Les thèmes des articles ont ainsi été pensés pour mixer des réflexions conceptuelles sur l’innovation, en tant qu’objet et en tant que processus, avec des exemples concrets pris soit dans les dispositifs expérimentaux des instituts de recherche, soit chez les éleveurs eux-mêmes. Différentes espèces animales sont concernées par ces exemples, des poissons aux bovins, en passant par les volailles, les ovins et les caprins. Ce numéro spécial souligne ainsi que le secteur de l’élevage n’est pas en reste en matière d’innovations. Mais le champ est vaste et il ne prétend pas en faire le tour, notamment sur le plan des innovations génétiques : il est difficile d’être exhaustif dans un tel exercice ! Pour finir, à la lecture de ce numéro, quelques questions pour l’avenir nous semblent devoir être formulées : - L’innovation dans les systèmes d’élevage se construit aujourd’hui dans des dispositifs partenariaux associant recherche, développement et formation, inventeurs et utilisateurs. Les éleveurs sont au cœur du processus d’innovation et sont bien sûr les acteurs déterminants de sa réussite ou de son échec. Mais le rôle d’autres parties prenantes (filières, conseil public et privé, action publique, acteurs des territoires et industriels) mériterait d’être plus approfondi ; - Dans le secteur de l’agriculture, et en particulier de l’élevage, les applications des innovations portent sur le vivant, en l’occurrence des animaux. Des questions portent sur la considération apportée à ces êtres vivants et aux formes d’interaction entre hommes et animaux dans le travail quotidien. Par exemple, est-il souhaitable, éthique, d’équiper les animaux avec des capteurs divers et variés, au risque de remettre en cause leur bien-être, ou la nature même de l’activité d’élevage ? L’agro-écologie porte-t-elle d’autres formes de considérations des animaux ? Ces questions importantes restent ouvertes ; - L’avenir sera sans doute fait d’une coexistence de deux mouvements qui peuvent apparaître en première approche contradictoires : d’une part, le mouvement vers l’agro-écologie mettant en exergue les propriétés des processus écologiques et d’autre part, le mouvement vers l’automatisation, les nouvelles technologies de l’information et de la communication (NTIC), l’élevage dit « de précision » s’appuyant sur l’écologie industrielle et la recherche de l’efficience. Mais ne faudra-t-il pas tenter de travailler aussi la mise en synergie de ces deux mouvements ? - L’innovation dans les systèmes d’élevage doit être réfléchie en même temps dans le secteur animal et végétal, en particulier quand il s’agit de raisonner les systèmes fourragers de demain, mais aussi le rôle des cultures dans l’alimentation animale et l’autonomie des exploitations. La polycultureélevage, bien plus qu’une tradition désuète, est sans doute une forme intéressante et prometteuse pour mettre en œuvre les principes tant d’agro-écologie que d’écologie industrielle, avec des modes d’organisation et d’interaction à repenser entre ateliers à l’intérieur de l’exploitation et entre exploitations à l’intérieur d’un territoire. L’année 2014 est marquée par la sortie en France de deux numéros spéciaux consacrés à l’innovation en élevage : le présent numéro d’INRA Productions Animales et celui de la revue Fourrages1. Pour nous, cela est le signe d’un enjeu important perçu par la communauté scientifique agronomique autour des questions d’innovation, à l’heure où l’élevage doit relever le défi d’être multi-performant. 1 L'innovation en systèmes fourragers et élevages d’herbivores : un champ de possibles. Fourrages, 217, mars 2014

L’étude de l’écologie des micro-organismes est récente malgré son importance pratique et théorique intrinsèque, mais également son rôle central dans la niche des macro-organismes. Les interactions plantes-champignons, de par leur importance socio-écologique et leur diversité — du mutualisme au parasitisme en passant par le commensalisme —, offrent un modèle judicieux pour étudier l’écologie des communautés de micro-organismes en interaction avec des macro-organismes. À l’aide de techniques de séquençage à haut débit (NGS) et d’analyse des réseaux, nous explorons certains déterminants de la structure des champignons des forêts de Corse à travers trois guildes : les champignons ectomycorhiziens, endophytiques et saprotrophes. Ce travail considère les processus de dispersion, les perturbations (feux et chablis), les facteurs environnementaux (par exemple la profondeur du sol) et les contraintes dérivées de l’interaction avec les hôtes (par exemple la taxinomie). Les assemblages des communautés des différentes guildes présentent des patrons communs qui pourraient être issus de mécanismes identiques. Ainsi, l’ensemble des guildes étudiées présentent des variations fortes à l’échelle des microrégions de Corse et entre forêts ayant des histoires de feux différentes. En revanche, l’importance des différents processus d’assemblage et les échelles spatiales auxquelles ils s’appliquent varient selon les guildes. Nous discutons des implications que suscite ce travail pour les écologues des communautés et pour les gestionnaires d’espaces naturels.

Par leur abondance et leur diversité taxonomique et fonctionnelle, les microorganismes jouent un rôle prépondérant dans les flux de matière et d'énergie au sein des écosystèmes aquatiques. Au cours de ces dernières années, les progrès réalisés au niveau des techniques d'identification, de dénombrement et de mesure d'activité métabolique, notamment en microscopie à épifluorescence et en biologie moléculaire, ont permis d'entrevoir l'extraordinaire diversité des microorganismes aquatiques, l'étendue de leurs conditions de vie et leurs abondances jusqu'alors largement sous-estimées. De plus, l'amélioration sensible des méthodes séparatives a permis de décrire, in situ, la composition biochimique des communautés et d'aborder les transferts de matière sous un angle qualitatif. L'ensemble des résultats disponibles laisse apparaître que les relations trophiques entre les microorganismes forment un véritable réseau à l'intérieur duquel la boucle microbienne permet le transfert, au moins en partie, de la production picoplanctonique vers les niveaux trophiques supérieurs. Ainsi, des progrès conséquents ont été réalisés quant à la compréhension du rôle des communautés bactériennes dans les flux de matière, y compris au niveau d'environnements particuliers (biofilms, milieux extrêmes). Par ailleurs, alors qu'il a été longtemps admis que la régulation des communautés bactériennes était essentiellement liée à la disponibilité ou à la qualité des substrats organiques, il apparaît maintenant que la limitation par les éléments nutritifs minéraux, la prédation des protistes phagotrophes et du métazooplancton et la lyse virale sont également des facteurs susceptibles d'intervenir significativement dans ce contrôle. Malgré ces progrès considérables dans le domaine de l'écologie microbienne, près de 90% des microorganismes présents dans l'environnement n'ont pas encore été décrits et la compréhension des relations entre les microorganismes et le fonctionnement des écosystèmes restent un enjeu majeur pour les années à venir.

RÉSUMÉ. Structure et diversité de la strate arbustive des forêts de la Péninsule Tingitane (Maroc). Cette étude concerne les communautés végétales arbustives des massifs forestiers sur substrat gréseux couvrant la Péninsule Tingitane au nord ouest du Maroc. La structure et la diversité de ces communautés ont été étudiées sur la base de 98 relevés représentatifs. Les subéraies (Quercus suber) sont les formations forestières naturelles les plus représentatives et les plus diversifiées de l´aire d´étude. L´altitude s’est révélée être un facteur écologique très discriminant, en séparant clairement les communautés arbustives des forêts des hautes montagnes. Au niveau des zones de basses altitudes, la fertilité, l´acidité et la perturbation anthropique jouent un rôle déterminant dans la distribution des communautés végétales arbustives. Cette distribution semble exprimer la dynamique de la végétation selon un gradient de conservation-perturbation. En conclusion, l´étude souligne l´intérêt remarquable que présentent les forêts du nord du Maroc, du point de vue de leurs significations écologiques, biogéographiques et évolutives.Mots clés. Péninsule tingitane, diversité, écologie, strate arbustive, substrat gréseux.RESUMEN. Estructura y diversidad del estrato arbustivo de bosques de la Península Tingitana (Marruecos). Se estudian las comunidades arbustivas de los bosques que se presentan sobre la formación de arenisca de la Península Tingitana en el noroeste de Marruecos. Se analiza la estructura y diversidad de estas comunidades en base a 98 muestras representativas. Los alcornocales (Quercussuber) son las formaciones forestales más representativas y más diversificadas en el área de estudio. La altitud es el principal factor ecológico, separando nítidamente las comunidades arbustivas de los bosques de zonas altas, según el análisis de correspondencia canónica (CCA). Por otro lado, en los bosques de zonas bajas, la distribución de las comunidades arbustivas viene determinada por el grado de fertilidad y acidez del suelo, y por la perturbación antrópica. Esta distribución parece reflejar la dinámica de la vegetación según un gradiente de conservación – perturbación. Por último, el estudio Cellellama la atención sobre el gran interés que presentan los bosques del norte de Marruecos, desde el punto de vista ecológico, biogeográfico y evolutivo.Palabras clave. Península Tingitana, diversidad, ecología, estrato arbustivo, areniscas.

RESUMO Cele al dialogo inter la socilingvistikaj sciencoj kaj la Esperanto-kulturo Gravaj figuroj en la nuntempa Esperanto-kulturo lastatempe esprimadas interesiĝon pri utiligo de la rimedoj de avangardaj tendencoj en la moderna scienca kaj kultura mondo, kaj pri lanĉo de dialogo kun iliaj praktikantoj. Oni ĉi tie argumentas, ke, laǔ la inversa direkto, kelkaj fakuloj pri certaj specoj de sociaj kaj lingvistikaj esploroj (ekzemple la kritiko de scio, la genealogio de kulturaj formoj, la Sapira studo de etno-lingvistikaj formiĝoj kaj la universalaj antaǔsupozoj de tradukado inter ili, genera gramatiko) eble dezirus preni sur sin la seriozan studadon de Esperanto-kulturo. Ili povas lerni per tia serioza dialogo, čar ili trovos, ke iliaj propraj iniciatoj dividas kun tiu kulturo (kiel scia praktiko) multajn ŝlosilajn premisojn kaj celojn. Unu komuna celo estas maksimumigi multflankajn kaj simetriajn komunikajn praktikojn. La praktikaj kialoj por tio estas reliefigitaj en movadoj, kiuj montras seniluziliiĝon kun teknokrata progreso (ekzemple feminisimo, ekologio). La nuna referaĵo fokusiĝas je la teoria bazo de la partoprenema motivo komuna al tiaj movadoj, kaj pridiskutas Esperanto-kulturon en la kunteksto de tiu priokupiĝo. Specife, la verkinto proponas, ke Esperanto similas ŝipon, etnaj lingvoj similas landojn, kaj la troa emfazo je la solideco kaj kontinueco de "naciaj" lingvaj heredaĵoj estas signifa minaco, tie ci nomata Heredaĵismo kaj identi-gata kiel la komuna ideologio, de kiu socilingvistikaj fakuloj kaj esperantistoj evoluigadas esence la saman substancan kritikon. SOMMAIRE Vers un dialogue entre les sciences socio-linguistiques et la culture espérantiste Des persônalités importantes de la culture espérantiste contemporaine se sont interessées à l'idée d'utiliser les ressources que procurent les mouvements d'avant-garde de la communauté scientifique et culturelle contemporaine et à entamer un dialogue avec ceux-ci. Cet article démontre que, d'autre part, des savants engagés dans certains types de recherche sociale et linguistique (comme la critique de la connaissance, la généalogie des formes culturelles, l'étude sapirienne des formations ethnolingui-stiques et les présuppositions universelles de traduction entre elles, la socio-linguistique, la grammaire générative) semblent vouloir prendre au sérieux l'étude de la culture espérantiste. Un dialogue sérieux présenterait des chances à ces spécialistes, car ils réaliseraient que leurs propres entreprises présentent de nombreuses prémisses-clé, ainsi que de nombreux buts communs avec cette culture (en tant que praxis cognitive). L'un des buts qu'ils partagent est de développer au maximum les moyens de communication multiples et symmétriques. Les raisons pratiques justifiant ce fait apparaissent à la lumière de mouvements qui ont connu un désenchantement avec le progrès technocratique (féminisme, écologie etc.). Cette étude porte sur la base théorique du thème de participation que ces mouvements partagent, et étudie la culture espérantiste à la lumière de cette question. Plus spécifiquement, il est proposé que l'Espéranto est comme un bateau, les langues ethniques étant comme des pays; la surimportance donnée à la solidité et à la continuité des héritages linguistiques "nationaux" apparaît comme une menace d'importance, ici appelée patrimonialisme, et est presentée comme l'idéologie commune dont les savants sociolinguistiques et les espérantistes ont developpé essentiellement la même critique.

Le village inuit d’Arviat, situé au sud-ouest du Nunavut, est aujourd’hui au coeur d’un programme de développement touristique communautaire mené par le Nunavut Tunngavik Inc. et la région de Kivalliq. Ce programme vise à développer les services touristiques de la communauté qui se limitent pour le moment à du tourisme de chasse. Cet article analyse les dynamiques développées par ce programme de tourisme de découverte de l’environnement et décrit ses principaux enjeux. La recherche se fonde sur une revue de la littérature concernant le tourisme au Nunavut, complétée par une enquête de terrain qualitative (entretiens semi-directifs et observations) menée à Arviat en mai 2011. Suite à une présentation du tourisme de chasse, la mise en oeuvre de nouveaux services touristiques est discutée. Le programme tend notamment à renforcer les capacités d’adaptation de la communauté à un système socio-écologique en constante évolution. L’article se termine sur les réalisations du programme et les enjeux futurs.

En août 2016, la Résolution 40-3 (Résolution concernant la connectivité écologique, l’adaptation aux changements climatiques et la conservation de la biodiversité) a été adoptée lors de la 40e Conférence annuelle des gouverneurs de la Nouvelle-Angleterre et des premiers ministres de l’Est du Canada. Par cette résolution, les gouverneurs et les premiers ministres reconnaissent l’importance de la connectivité écologique pour la capacité d’adaptation et la résilience des écosystèmes, de la biodiversité et des communautés humaines face aux changements climatiques. La résolution souligne également l’importance de collaborer par-delà les frontières afin de faire avancer les efforts de conservation et de rétablissement de la connectivité écologique. Les éléments abordés dans la résolution touchent notamment la conservation, la planification de l’utilisation du territoire, la gestion des ressources naturelles et la planification des infrastructures routières. La mise en oeuvre de cette résolution est assurée par un groupe de travail coprésidé par les gouvernements du Québec et du Vermont. D’ici 2020, les activités du groupe de travail viseront à favoriser la mise en oeuvre d’actions concrètes en matière de connectivité écologique.

Les patrons de diversité caractérisent la structure de la diversité des communautés, c'est-à-dire sa valeur, sa distribution et son changement dans l'espace et le temps. Leur étude peut amener des informations importantes sur les processus écologiques qui en sont à l'origine. Cependant de nombreuses hypothèses de travail sont faites lors de leur analyse. L'idée générale de cette thèse est qu'en remettant en cause ces hypothèses, un certain nombre de développements liés aux indices de diversité et aux modèles nuls deviennent possibles et permettent de mieux comprendre les processus écologiques à l'origine des patrons de diversité fonctionnelle ou phylogénétique. Le premier chapitre est consacré à l'étude des patrons de diversité fonctionnelle des communautés végétales alpines à de multiples échelles spatiales et organisationnelles. Le second chapitre s'intéresse aux perspectives méthodologiques amenés par les nombres de Hill. Dans le dernier chapitre, on s'intéresse aux enjeux méthodologiques d'un nouveau type de données de communautés : l'ADN environnemental
Patterns of community diversity refers to the structure of diversity, i.e. its quantification, its distribution and its turnover in space and time. Its study is likely to shed the light on the assembly rules that determined the structure of communities. However, numerous ecological assumptions are often made when studying diversity patterns. What motivated the work was the perspective that by relaxing these assumptions, a number of developments linked to diversity indices and null models are possible and can help to understand the impact of multiple ecological processes on phylogenetic and functional diversity patterns. In a first part we studied the pattern of functional diversity of alpine plant communities as a function of spatial and organizational scales. In the second part, we studied the methodological perspectives brought by the Hill numbers. In a third part, we addressed the main methodological issues of a new type of community data: environmental DNA

Dérivants ou submergés, les débris grossiers dérivés de plantes terrestres fournissent de l'énergie et des nutriments pour les écosystèmes marins. En considérant cette matière organique allochtone, l'objectif de ma thèse est de décrire le processus d'assemblage d'une communauté autour d'une ressource trophique et de considérer en retour l'effet de la diversité et de la composition observée au sein de cette communauté sur la dynamique d'exploitation de la ressource. Pour ce faire, j'ai combiné des expériences in situ et la modélisation avec l'intention de parvenir à une description cohérente et quantitative du lien écogéochimique entre la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes. En utilisant de la litière de feuilles et du bois mort, cette approche a permis: (i) de montrer l'importance des interactions biotiques dès le début du processus d'assemblage de la communauté, (ii) de faire le lien explicite entre la consommation des ressources et la dynamique de populations des consommateurs, et (iii) de tester comment la transformation des ressources est affectée par la diversité observée au sein des communautés
Either adrift or submerged, coarse debris derived from terrestrial plants provide energy and nutrients for marine ecosystems. By considering this allochtonous organic material, the goals of my PhD were to describe the assembly process of macrobenthic communities around food sources and to consider the feedback effect of the observed communities on the geochemical fate of the resource. To do so, I combined in situ experiments and modelling with the intention to build a consistent, quantitative description of the ecogeochemical link between biodiversity and ecosystem functioning. Using leaf litter and dead wood, this approach allowed: (i) to show the importance of biotic interactions from the beginning of the community assembly process, (ii) to make the explicit connection between the resource consumption and the population dynamics of the consumers, and (iii) and to test how resource processing is affected by the specific diversity of the communities

L’intensification agricole à l’échelle paysagère est désignée comme l’une des causes principales du déclin des pollinisateurs dans les agroécosystèmes. De nombreux travaux ont montré l’impact négatif de cette intensification sur les communautés d’abeilles sauvages, mais des questions demeurent concernant la généralisation de ces résultats. Mon travail se place dans les agroécosystèmes avec une lecture réciproque de l’effet des parcelles cultivées et des espaces non-cultivées sur la communauté d’abeilles. Une première étude caractérise l’impact du paysage sur la communauté d’abeilles présentes dans les parcelles d’une culture. L’expérimentation a été réalisée dans 5 pays européens sur des cultures entomophiles annuelles dans le cadre du programme intégré ALARM. L’autre étude se place dans les milieux semi-naturels d’une seule zone géographique et caractérise les paramètres explicatifs de la nidification de la faune d’abeilles terricoles. Ce travail conduit au sud-ouest de Toulouse a mis à profit une technique innovante d’échantillonnage de la faune émergente du sol. Pour chaque étude, nous avons procédé en deux étapes, avec l’analyse de l’abondance et la diversité des abeilles et des analyses basées sur leurs traits fonctionnels, c’est-à-dire les caractéristiques des taxons qui ont un lien avec leurs fonctions dans l’écosystème. La première partie de mon travail a permis de clarifier différents types d’interactions entre le paysage et la communauté d’abeilles présente dans les cultures. Certains sous-genres étaient favorisés par des habitats semi-naturels uniquement, d’autres par des habitats urbains uniquement, et d’autres encore par une combinaison d’habitats urbains, agricoles et semi-naturels. Les abeilles favorisées par les habitats semi-naturels uniquement étaient plus vulnérables et moins abondantes que les abeilles favorisées par les habitats urbains seuls et ces dernières étaient les plus abondantes. Les espèces capturées dans les parcelles avaient des traits différents de ceux de la faune potentiellement en activité sur l’ensemble du pays durant notre étude : les abeilles des cultures annuelles étaient majoritairement eusociales et polylectiques et cette réponse était stable d’un pays à l’autre, indiquant une adaptation de ces communautés aux perturbations environnementale. La seconde partie de mon travail a apporté des éléments de réponse sur les choix des sites de nidification des abeilles terricoles dans les zones semi-naturelles. Il ressort de ce travail que certains concepts d’écotones ne s’appliquent que partiellement aux abeilles terricoles puisque les diversités α et β n’étaient pas plus importantes au niveau des écotones que des milieux adjacents, et que les espèces dans les écotones n’étaient pas non plus la somme des populations présentes dans les habitats adjacents. La diversité α augmentait avec l’abondance locale des plantes dicotylédones et dans les milieux non gérés, tandis qu’elle diminuait dans les habitats gérés. La diversité théorique β était plus faible dans les écotones adjacents à des cultures que dans ceux adjacents à des milieux semi-naturels ou dans ces milieux, ce qui indique que la simple gestion des bords de champs n’est pas suffisante pour conserver la biodiversité des abeilles terricoles et que celle-ci nécessite de préserver des espaces de milieux semi-naturels de prairies ou de bois. La communauté d’abeilles terricoles a des besoins de nidifications différents en fonction du niveau de socialité: l’abondance et la richesse spécifique des abeilles solitaires n’étaient pas expliquées par les habitats, alors que l’abondance des abeilles sociales était restreinte à des sols durs et avec le moins possible de couverture végétale et ce groupe était structuré par les communautés végétales
Agricultural intensification at the landscape scale is considered to be the main driver of pollinator decline in agroecosystems. Several studies have demonstrated this effect on wild bee communities, but some questions remain regarding the broad generalisation of this result. My work deals with the impact of the landscape context of crop fields in relation to semi-natural habitats on the wild bee communities in agroecosystems. A first study was conducted in five annual entomophilous crops, each located in one of five European countries in the framework of the ALARM project. A second study was conducted in a single geographical area (southwest of Toulouse, France) in semi-natural habitats and ecotones to assess which habitat features could explain the features of the ground-nesting bee community using large emergence traps. For each study, we assessed the impact of habitats on (i) bee abundance and diversity and (ii) the functional traits of the bee species, i. E. Their caracteristics related with their functions in ecosystems. The results of the first study clarified the different kinds of interaction between the landscape context and the bee fauna of annual crop fields. Observed differences of bee abundance and diversity were due to differential response to surrounding habitats, and we characterized taxa that were positively affected by semi-natural habitat only, those favored by urban habitat only, and those favored by a combination of natural, urban and crop habitats. Bees favoured by urban and mixed habitats were abundant and less vulnerable overall than bees favoured only by semi-natural habitat. The trait distribution of the species captured in crop fields was different from that of the countrywide summer bee fauna as species captured in annual crop fields were consistently more eusocial and polylectic, and this response was stable among the 5 country-crop combinations. Clearly, bee species found in flowering annual crops are characterized by their high capacity to adapt to environmental disturbances. The results of my second study on ground-nesting bee diversity were not in agreement with classical results on ecotones as the α and β diversities were not higher in ecotones compared to semi-natural habitats, nor were the species in ecotones resulting solely from the species in adjacent habitats. The α diversity of ground-nesting bees increased with the local abundance of dicotyledons and was higher in unmanaged habitatsand lower in managed habitats. The theorical β diversity was lower in ecotones adjacent to crops than in those adjacent to semi-natural habitats and in forest or natural grassland habitats. The preservation of semi-natural habitats should therefore be recommended to preserve the ground-nesting bee diversity rather than the sole management of field crop margins. The ground-nesting bee community had different nesting requirements depending upon their sociality level: Neither the abundance nor the species richness of solitary ground-nesting bees was explained by habitat characteristics, but the abundance of social ground-nesting bees was associated withspecific soil elements, such as a high soil hardness and low ground cover, and their community was structured by habitats and the community of flowering plants

Le concept de réseau d'interactions est central en Écologie et différents modèles et méthodes ont été utilisés. Ce travail de thèse met en relation deux approches développées par des courants séparés : l'étude des matrices de communauté et les analyses entrée-sortie. Il confronte leurs hypothèses aux propriétés fondamentales des écosystèmes estuariens. Il précise explicitement les liens entre les différentes matrices, ainsi que la signification des mixed trophic impacts. Les matrices de la storage et de la throughflowanalyses sont reliées à des jacobiennes de modèles à compartiments dont les flux sont contrôlés par les compartiments donneurs ou receveurs. Contrairement à ce qui est le plus souvent présenté dans la littérature, l'analyse des mixed trophic impacts est ici interprétée en terme de présence-absence du compartiment considéré. Avec les données disponibles sur les réseaux trophiques de cinq estuaires européens, des matrices qualitatives et quantitatives sont construites afin de réaliser des analyses de sensibilité. Ces premières explorations montrent des niveaux d'incertitudes très élevés, et ceci même pour le signe des prédictions. Par ailleurs, ce travail de thèse approfondit les possibilités d'étude de dynamiques transitoires à partir de la matrice de communauté. Il souligne des éléments importants qu'il est nécessaire de prendre en compte lorsque ces approches sont choisies
Networks are a key concept in ecology and a number of models and methods have been used. This PhD dissertation links two approaches, the community matrix and input-output analyses, which have been developed by separate streams of theory. It compares their assumptions with important features of estuarine systems. It explicitly analyses the links between the matrices and the significance of the mixed trophic impacts analysis. Matrices of storage and throughflow analyses are linked to Jacobian matrices of donor or recipient controlled compartment models. Unlike most of what can be seen in the litterature, here the mixed trophic impacts are interpreted as the effects of a compartment being present or absent. Using available data in the case of five European estuaries, qualitative and quantitative matrices are built in the aim of performing sensitivity analyses. First explorations reveal high levels of uncertainties, even in the sign of the predictions. Furthermore, this work examines in more details the possibilities to explore transient dynamics from the community matrix. This PhD dissertation emphasises important features which are necessary to consider when choosing such approaches

Les estuaires sont des systèmes hautement dynamiques où interagissent des processus biogéochimiques complexes qui influent sur le devenir de la matière organique et non organique. La confrontation des eaux fluviales et marines induit des changements rapides des principaux facteurs structurant la distribution des organismes vivants et gouvernant la spéciation de certains éléments traces entre phase particulaire et dissoute, ex : gradient de salinité, teneurs en matières en suspension (MES). Ce travail vise à étudier l'estuaire de la Charente, principal fleuve influançant le bassin de Marennes-Oléron (première zone ostreicole française) afin (i) de caractériser la structure de la communauté zooplanctonique en relation avec les paramètres environnementaux, (ii) le fonctionnement de la base du réseau trophique de l'estuaire (identification des sources de matière organique exploitée par les organismes zooplanctoniques et suprabenthiques) et (iii) d'établir un état de contamination par les métaux des compartiments biotiques. L'estuaire de la Charente se distingue par des concentrations en MES extrêmement élevées, présentant néanmoins une contribution importante de la matière organique (efflorescence phytoplanctonique printanière en zone mésohaline et production microphytobenthique). La zone de turbidité maximale semble correspondre à un écotone qui contrôle les flux de matière organique et la distribution des organismes. Le mélange physique des particules issues des systèmes dulcicoles et marins adjacents à l'estuaire avec cette forte charge de matériel resuspendu conduit à une homogénéisation des signatures isotopiques et métalliques particulaires en été et automne le long du gradient de salinité. Les quatre assemblages zooplanctoniques identifiés sont structurés spatialement par la salinité et la concentration en MES et temporellement par les variations de température et de débit fluvial. Malgré la dominance quantitative du matériel détritique au sein du pool de matière organique particulaire (MOP), il semble que les 5 taxons planctoniques ou suprabenthiques dominants étudiés (Eurytemora affinis, Acartia spp., Daphnia spp., Neomysis integer, Mesopodopsis slabberi) présentent une sélectivité importante vis-à-vis de sources primaires distinctes. Cette succession spatio-temporelle d'espèces sélectives conduit à une multiplication des flux trophiques et semble ainsi optimiser à l'échelle annuelle l'exploitation de la MOP disponible. Les concentrations en Cd, Cu, Hg, Pb, V et Zn ont par ailleurs été mesurées dans près de 40 taxons estuariens (zooplancton, benthos, poissons). Malgré des concentrations en métaux dissous et particulaires plus faibles que dans les grands estuaires européens subissant une pression anthropique importante (Seine, Gironde), les niveaux de contamination mesurés dans les différents compartiments biotiques semblent globalement équivalents. Les évènements brefs (crue hivernale, efflorescence phytoplanctonique printanière) altèrent toutefois fortement ce schéma général en modifiant les sources primaires de matière organique disponibles et les concentrations métalliques particulaires (Cd notamment).

Dans les vasières de l'estuaire de Seine (France), les microorganismes sulfato-réducteurs (portant le gène dsrAB) jouent un rôle primordial dans les cycles biogéochimiques du soufre et du carbone, mais également dans la spéciation des métaux lourds. Ces microorganismes constituant un groupe polyphylétique, nous avons choisi un gène fonctionnel comme marqueur moléculaire : le gène dsrAB, codant l'enzyme clé de la respiration du sulfate. Nous avons développé un outil de biologie moléculaire, la PCR compétitive, pour la quantification de ce gène dans les sédiments de l'estuaire de Seine. Ainsi, nous avons étudié la distribution et la dynamique annuelle des MSR, couplées au taux de sulfato-réduction (TSR), dans deux vasières marine et d'eau douce de l'estuaire de Seine. Les maxima d'abondance des MSR et du TSR se localisent dans les quinze premiers centimètres des sédiments, tout au long de l'année. La dynamique des MSR suit une évolution saisonnière avec une prédominance pour les mois d'été, et la température, l'apport en carbone organique dissout, ainsi que les processus sédimentaires, ont été identifiés comme des paramètres forçants. Une analyse phylogénétique des séquences dsrAB présentes dans les sédiments marins et d'eau douce, montre que la diversité des séquences varient selon le site, en relation avec les caractéristiques chimiques du sédiment, comme la salinité et la concentration en sulfate
In the mudflats of the Seine estuary (France), sulfate-reducing microorganisms (SRM) play an important role in the sulfur and carbon cycles, but also in metal cycles. As these microorganisms constitute a polyphyletic group, we have chosen a functional gene as a molecular marker: the dsrAB genes that encode for the key enzyme of sulfate respiration. A molecular tool, the competitive PCR, was developed for the quantification of the dsrAB genes in the Seine estuary sediments. Thus, the annual distribution and dynamic of SRM, coupled to the sulfate reduction rate (SRR), were investigated in both marine and freshwater mudflats. The maximum abundance of the dsrAB genes and SRR, were located in the first fifteen centimetres of the sediment, throughout the year. The dynamic of the SRM shows a seasonal evolution with a predominance of the activity during the early summer, the temperature, organic matter supply, but also the sedimentary process, were identified as important factors. A phylogenetic study of the dsrAB genes retrieved from both the marine and freshwater sediments, shows that the diversity of the sequences in the both sites was different, and could be related with the chemical characteristics of the sediments, such as the salinity and the sulfate concentration

Dans le contexte d'un environnement soumis à des pressions humaines de plus en plus importantes, l'évaluation de la qualité écologique des milieux naturels est devenue un enjeu scientifique, politique et sociétal majeur. Au début des années 2000, les méthodes de bio-évaluation existantes se sont révélées insuffisantes au regard des exigences affichées par la Directive Européenne Cadre sur l'Eau de maintenir ou recouvrer le bon état écologique pour les masses d'eau continentales. En parallèle de cette prise de conscience politique de la nécessité d'une amélioration des méthodes de bio-évaluation, un certain nombre d'auteurs ont plaidé pour une prise en compte explicite des caractéristiques biologiques et écologiques des espèces (i.e. leurs « traits ») de façon à mieux comprendre les processus de mise-en-place et d'organisation des communautés en relation avec les caractéristiques de leur habitat. Le but principal de ce travail de thèse a été d'étudier comment les approches « traits », à plusieurs échelles d'organisation biologique, peuvent permettre d'améliorer la bio-évaluation des cours d'eau Français. Pour cela, nous avons étudié dans un premier temps l'application sur les communautés benthiques de l'approche « traits bio-écologiques potentiels » pour l'évaluation (i) de la qualité écologique, (ii) des risques d'altération et (iii) du degré d'homogénéisation fonctionnelle des cours d'eaux. Ensuite, nous avons exploré le potentiel de nouveaux traits (i.e. isotopiques, stoechiométriques et protéomiques) pour la caractérisation des réponses biologiques des invertébrés benthiques soumis à des pressions anthropiques 'simples' (i.e. acidification et contamination organique). Nos résultats ont démontré que les traits bio-écologiques potentiels permettaient d'améliorer de manière significative l'évaluation du statut écologique des cours d'eaux et des pressions anthropiques qu'ils subissent, à large échelle spatiale (e.g. sur les réseaux nationaux de suivi de la qualité de l'eau). Les analyses isotopique et stoechiométrique ont permis également, sur des problématiques plus locales, de relier des informations sur des traits biologiques (régime alimentaire et développement) aux transferts de nutriments et de matière organique réalisés par les communautés benthiques au sein des systèmes lotiques. Enfin, l'analyse protéomique réalisée le long d'un gradient d'acidification ouvre des perspectives intéressantes pour la mise en place d'un « système expert » précoce des effets d'une détérioration de la qualité de l'eau sur les invertébrés benthiques
In a global change context, ecosystems are subjected to more and more severe human pressures. In this context, optimizing the biomonitoring of natural ecosystems has become a major scientific, political and societal issue. In the early 2000th, most of the freshwater bioassessment methods did not succeed in fulfilling the requirements of the European Water Framework Directive, for efficiently evaluating the ecological status of rivers with the main objective to maintain or to reach the good ecological status for all the water bodies. In the same time, a major advance in community ecology was the explicit consideration of the biological and ecological attributes of species (i.e. their ?traits?) to better explain the role of habitat characteristics in community assembly. The main goal of this PhD work was to establish how trait-based approaches, at different biological scales, could enhance the bioassessment of French streams. We have first focused on the utilization of potential bio-ecological traits of macrobenthic communities for (i) evaluating the ecological quality of rivers, (ii) assessing the risk of significant alteration of benthic assemblages by specific pressure categories and (iii) appraising the human pressure-drived functional homogenization process in benthic communities. We examined the potential of new traits (derived from stable isotopy, stoichiometry and proteomics) for depicting the benthic invertebrate responses to 'simple' anthropogenic pressures (i.e. acidification and organic contamination). We have demonstrated that using potential bio-ecological traits efficiently enhances the ecological monitoring of wadeable rivers, at large spatial scale (e.g. on National survey networks). The stable isotope and stoichiometry analyses, when applied at reach scale, have allowed to link biological traits (i.e. diet and development) to ecological functions provided by macrobenthic communities, such as nutriment and organic matter flows in rivers. Finally, the proteomic analysis, performed along an acidification gradient, has brought out very interesting perspectives for the development of an integrative ?expert system? that early detects the biological effects of water quality alteration on benthic invertebrate assemblages

Le phénomène de Drainage Minier Acide (DMA) se produit lorsque des minéraux sulfurés sont exposés à l’air et à l’eau. Ils vont être oxydés entraînant l’acidification des eaux, le relargage de sulfates et la lixiviation de métaux/métalloïdes associés. La production biologique d’H2S par les bactéries sulfato-réductrices (BSR) et la coprécipitation de métaux/métalloïdes sous forme de sulfures métalliques étant des solutions envisagées dans les systèmes de bioréhabilitation, il s’agit de mieux comprendre le rôle des BSR dans le fonctionnement des DMA. Ce travail de recherche visait à étudier la diversité des BSR au sein du DMA de la mine de Carnoulès, contaminée en arsenic, de caractériser leur dynamique spatio-temporelle et de comprendre leur rôle dans les biotransformations de l’arsenic. La mise au point d’une méthode de PCR nichée des gènes codant pour la sulfite-réductase dissimilatrice (dsrAB) a permis la détection des BSR au sein de cet environnement. L’outil développé a servi à étudier la dynamique de la communauté le long du DMA en combinant des approches moléculaires et de corréler leur distribution en fonction des variations physico-chimiques de l’écosystème. L’ensemble de ces travaux a notamment permis de mettre en évidence l’influence du pH, du fer et des formes de l’arsenic sur la dynamique des BSR. Une approche culturale a permis d’établir leur rôle potentiel dans la mobilisation des contaminants. Ainsi, une souche appartenant à une espèce non décrite auparavant a été isolée. La capacité de la souche isolée à croître à des conditions acides et à des concentrations élevées en arsenic ont permis de mieux comprendre le rôle des BSR dans les environnements miniers
Identified as one of the major problems of the world mining industry, Acid Mine Drainage (AMD) occurs when sulfur containing minerals are exposed to air and water by the process of mining extraction. Their oxidization leads to the acidification of waters, releasing of high quantities of sulfates and leaching of associated metals/metalloids such as arsenic. Because sulfate-reducing bacteria (SRB) are able to produce H2S, it is of growing interest in bioremediation systems since metals/metalloids coprecipitate in the form of metallic sulfides. It seems essential to understand the role of the SRB in the AMD functioning. This research work aimed at study the diversity of SRB in the AMD of the former Carnoulès AMD contaminated by arsenic, to characterize their spatio-temporal dynamics and to better understand their role in the bioprocessings of arsenic. The development of a nested PCR method on the dissimilatory sulfite-reductase encoding genes (dsrAB) allowed detecting SRB within this environment. This developed tool, served for studying the dynamics of the community along the AMD by combining molecular approaches and to correlate the SRB distribution according to the physico-chemical variations prevailing in the ecosystem. All these works highlighted the influence of pH, iron and arsenic forms on the SRB dynamics. Afterward, a complementary cultivation approach has been applied to study the SRB mobilization of contaminants. A new SRB strain has been isolated from Carnoulès sediments, representing a new species. The capacity of the strain to grow in acid conditions and at high arsenic concentrations allowed to better understanding the role of the SRB in mining environments

La rhizosphère est un habitat microbien complexe, où les exsudats racinaires (rhizodépots) favorisent une intense activité microbienne. La communauté bactérienne joue un rôle majeur dans le fonctionnement biologique de la rhizosphère, mais sa caractérisation est encore très incomplète, limitée par la puissance des méthodes d’étude actuelles. L’objectif de cette thèse était de développer une puce à ADN taxonomique (600 sondes) ciblant l’ADNr 16S pour la caractérisation et le suivi de la communauté bactérienne, particulièrement rhizosphérique. Des protocoles de définition de sondes spécifiques ont été développés et le seuil de sensibilité de l’outil a été déterminé. La puce à ADN a été validée expérimentalement avec une cinquantaine de souches pures et par clonage séquençage. Elle a été utilisée pour étudier les bactéries associées à deux monocultures de graminée (maïs et blé). Un effet rhizosphère a été montré chez le maïs, avec une prédominance d’Agrobacterium dans la rhizosphère et des Acidobacteria, Bacteroidetes, Verrucomicrobia et particulièrement les Planctomycetes dans le sol environnant. L’outil a aussi permis de mettre en évidence une variabilité inter-plante. Dans le cas du blé, la monoculture conduit à un déclin de la maladie du piétin-échaudage du blé. Il s’est accompagné de changements de structure de la communauté bactérienne, confirmant la présence de Pseudomonas antagonistes producteurs d’antibiotiques et révélant des groupes bactériens appartenant aux Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Planctomycetes, Acidobacteria, Chloroflexi et Firmicutes. Ces travaux ont démontré l’aptitude de cette puce à ADN haut débit à caractériser et différencier des communautés bactériennes rhizosphériques, préalable à une meilleure compréhension des relations entre communauté bactérienne et statut biologique du sol
The rhizosphere is a complex microbial habitat, where root exudates (rhizodeposits) lead to intense microbial activity. The bacterial community plays an important role in the biological functioning of rhizosphere, but its description remains incomplete with current analysis methods. The objective of this work was the development of a 16S rDNA-based taxonomic microarray (600 probes) for characterizing and monitoring the bacterial community, especially in the rhizosphere. Protocols were developed for the design of probes and the sensitivity of the tool was determined. The microarray was validated experimentally using about 50 strains and by comparison with cloning sequencing. It was used to assess bacteria colonizing monoculture maize and wheat. In the case of maize, a rhizosphere effect was shown, with the predominance of Agrobacterium in rhizosphere and Acidobacteria, Bacteroidetes, Verrucomicrobia and especially Planctomycetes in bulk soil. Inter-plant variability was also evidenced. In the case of wheat, crop monoculture leads to the decline of take-all disease. This is paralleled by modifications of bacterial community structure, confirming the presence of antibitiotic-producing antagonistic Pseudomonas and evidencing bacterial groups belonging to Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Planctomycetes, Acidobacteria, Chloroflexi and Firmicutes. This work demonstrates the microarray potential for characterizing and discriminating between rhizosphere bacterial communities, a prerequisite for a better understanding of the relationships between bacterial community and soil biological status

L’objectif de mon étude était de décrire à l’aide d’analyses multivariables et d’espèces indicatrices la biogéographie automnale du zooplancton du sud-est de la Mer de Beaufort en 2002. Une communauté néritique, caractérisée par un régime herbivore et le taxon dominant Pseudocalanus spp., occupait le plateau du Mackenzie et la baie de Franklin. Deux communautés océaniques, représentées principalement par des omnivores et des carnivores, étaient localisées dans la polynie du Golfe d’Amundsen et sur le talus continental, respectivement. L’assemblage de la polynie présentait la biomasse la plus élevée et Calanus hyperboreus, Metridia longa, Oithona similis et Oncaea borealis en constituaient les espèces dominantes et indicatrices. Cette répartition des assemblages était influencée essentiellement par la topographie et la dynamique du couvert de glace au cours de la saison de production biologique. Ainsi, il est prédit qu’une réduction de la banquise, telle qu’anticipée dans le présent contexte de réchauffement climatique, affectera les patrons de distribution du zooplancton, un élément clé de l’écosystème marin de cette région arctique.
The objective of my study was to describe the biogeography of the zooplankton in the southeastern Beaufort Sea in the fall 2002 by means of multivariate and indicator species analysis. A neritic community characterized by herbivory and the dominant taxon Pseudocalanus spp., occurred on the Mackenzie shelf and in Franklin Bay. Two oceanic communities, in which omnivore and carnivore feeding modes dominated, were located in the Amundsen Gulf Polynya and over the continental slope respectively. The polynya assemblage displayed the highest biomass with the dominant species Calanus hyperboreus, Metridia longa, Oithona similis, and Oncaea borealis as indicator species. This repartition of zooplankton assemblages was influenced mostly by the topography and the ice cover dynamic during the season of high biological production. Hence, it is predicted that a reduction in ice cover, as anticipated in the present context of global warming, will alter the distribution patterns of zooplankton, a key element of the marine ecosystem in the Arctic.